JPH0435207B2 - - Google Patents
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- JPH0435207B2 JPH0435207B2 JP57148400A JP14840082A JPH0435207B2 JP H0435207 B2 JPH0435207 B2 JP H0435207B2 JP 57148400 A JP57148400 A JP 57148400A JP 14840082 A JP14840082 A JP 14840082A JP H0435207 B2 JPH0435207 B2 JP H0435207B2
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- gas
- adsorption
- hydrogen
- impurities
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Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、不純物の混入したガスを吸着剤を用
いて精製する吸着式ガス精製方法に関するもので
ある。 ［従来の技術］ 吸着によるガスの精製は選択的に除去すべき物
質（不純物）を吸着する吸着剤にガスを通過せし
め、不純物を除いた精製ガスを製造するものであ
る。これには１成分のみ吸着するものや、特定の
成分以外すべて吸着するもの等種々考え出されて
いる。 ここでは、不純物（二酸化炭素、一酸化炭素、
メタン、チツ素ガス等）を含む水素ガスの精製に
ついて説明するが、これに限るものではなく、ど
のようなガスの精製についても適用されるもので
ある。 この水素ガス精製方法は、圧力の違いによる吸
着率の差を利用して不純物等の脱着を行なうもの
であり、その原理は、吸着剤を充填した吸着塔に
不純物を含む原料ガスを導入して不純物をすべて
（当然PPM単位のものは残るが）吸着させ純水素
を得るものである（SAS方式）。不純物を所定量
吸着すると、吸着剤はその能力が低下し再生する
必要があり、これは排出と純水素によるパージに
よつて行なわれる。この吸着、再生等の工程を繰
り返すことにより精製は行なわれる。実際はこの
吸着塔が１塔だけでは連続して精製できないた
め、工程をずらせた複数の吸着塔を用いている。 このSAS方式を３塔式の場合を例にとつて説
明する。第１図は、３塔式の概略フローシートで
あり、原料ガス入口１から各吸着塔Ａ２，Ｂ３，
Ｃ４に導かれた原料ガスは精製され水素ガスホル
ダー５に貯蔵される。不純物及び同時に吸着され
た水素ガス、パージに用いた水素ガスは排ガスド
ラム６に導かれ、燃料用等にされる。各弁は、
各々の吸着塔の前記工程を行なわしめるよう制御
されている。 次に水素ガスの回収率について説明する。ここ
で仮に原料ガスを水素ガス100Nm3／Ｈ及び不純
物5Nm3／Ｈとすると、吸着塔の出側で70Nm3／
Ｈの水素ガスとなる。この70Nm3／Ｈという値
は、当然操作圧力、吸着剤の性能によつて異なる
が通常60〜80Nm3／Ｈ程度と思われる。そして、
パージ用にその70Nm3／Ｈの内の10Nm3／Ｈ使用
するため、最終的に精製ガスとしては60Nm3／Ｈ
となり、回収率60％である。つまり、原料ガス中
の水素ガスの何％が製品水素として供給できるか
が回収率である。そして、この例では40Nm3／Ｈ
の水素と5Nm3／Ｈの不純物の合計が排ガスとし
て排ガスドラム６に導入される。 ［発明が解決しようとする課題］ このように、吸着式の水素ガス方式では、製品
水素ガスの純度は高いが（99.999vol％）、回収率
が悪いというのが常識となつており、従来からこ
れを少しでも高くと切望されていた。 ［課題を解決するための手段］ このような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の
結果本発明方法を完成させたものであり、その特
徴とするところは、不純物の吸着と脱着を繰り返
し、特定のガスを精製する吸着式ガス精製方法に
おける上記脱着工程において、原料ガスの不純物
濃度より高い不純物濃度で排出される排出ガスの
一部を原料ガスに混入する点にある。 ［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいてより
詳細に説明する。第２図は本発明を第１図に示す
３塔式SAS方式に応用した実施例の概略フロー
シートである。排ガスライン７から原料ガスライ
ン８にリサイクルライ９を設け、その途中に設置
されたコンプレツサー１０によつて昇圧された排
ガスの一部が原料ガスライン８に導入される。 この場合の回収率を第３図に従つて説明する。
第３図は、吸着塔セクシヨン１１をまとめて表わ
したものであつて、Ｆ１からＦ６は表−１に流量
を示した点を指すものである。 第１図に示す従来例と同様原料ガスは水素ガス
100Nm3／Ｈ、不純物5Nm3／Ｈとし、吸着塔セク
シヨンでの回収率も同様60％とする。つまり、同
じ原料、同じ吸着剤、同様の操作圧力ということ
である。そして、リサイクルガス弁１２によつ
て、リサイクルガス量を、排ガスとの比で５：１
に調整し、原料ガスに混入する。この場合の流量
バランスを表−１に示す。
いて精製する吸着式ガス精製方法に関するもので
ある。 ［従来の技術］ 吸着によるガスの精製は選択的に除去すべき物
質（不純物）を吸着する吸着剤にガスを通過せし
め、不純物を除いた精製ガスを製造するものであ
る。これには１成分のみ吸着するものや、特定の
成分以外すべて吸着するもの等種々考え出されて
いる。 ここでは、不純物（二酸化炭素、一酸化炭素、
メタン、チツ素ガス等）を含む水素ガスの精製に
ついて説明するが、これに限るものではなく、ど
のようなガスの精製についても適用されるもので
ある。 この水素ガス精製方法は、圧力の違いによる吸
着率の差を利用して不純物等の脱着を行なうもの
であり、その原理は、吸着剤を充填した吸着塔に
不純物を含む原料ガスを導入して不純物をすべて
（当然PPM単位のものは残るが）吸着させ純水素
を得るものである（SAS方式）。不純物を所定量
吸着すると、吸着剤はその能力が低下し再生する
必要があり、これは排出と純水素によるパージに
よつて行なわれる。この吸着、再生等の工程を繰
り返すことにより精製は行なわれる。実際はこの
吸着塔が１塔だけでは連続して精製できないた
め、工程をずらせた複数の吸着塔を用いている。 このSAS方式を３塔式の場合を例にとつて説
明する。第１図は、３塔式の概略フローシートで
あり、原料ガス入口１から各吸着塔Ａ２，Ｂ３，
Ｃ４に導かれた原料ガスは精製され水素ガスホル
ダー５に貯蔵される。不純物及び同時に吸着され
た水素ガス、パージに用いた水素ガスは排ガスド
ラム６に導かれ、燃料用等にされる。各弁は、
各々の吸着塔の前記工程を行なわしめるよう制御
されている。 次に水素ガスの回収率について説明する。ここ
で仮に原料ガスを水素ガス100Nm3／Ｈ及び不純
物5Nm3／Ｈとすると、吸着塔の出側で70Nm3／
Ｈの水素ガスとなる。この70Nm3／Ｈという値
は、当然操作圧力、吸着剤の性能によつて異なる
が通常60〜80Nm3／Ｈ程度と思われる。そして、
パージ用にその70Nm3／Ｈの内の10Nm3／Ｈ使用
するため、最終的に精製ガスとしては60Nm3／Ｈ
となり、回収率60％である。つまり、原料ガス中
の水素ガスの何％が製品水素として供給できるか
が回収率である。そして、この例では40Nm3／Ｈ
の水素と5Nm3／Ｈの不純物の合計が排ガスとし
て排ガスドラム６に導入される。 ［発明が解決しようとする課題］ このように、吸着式の水素ガス方式では、製品
水素ガスの純度は高いが（99.999vol％）、回収率
が悪いというのが常識となつており、従来からこ
れを少しでも高くと切望されていた。 ［課題を解決するための手段］ このような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の
結果本発明方法を完成させたものであり、その特
徴とするところは、不純物の吸着と脱着を繰り返
し、特定のガスを精製する吸着式ガス精製方法に
おける上記脱着工程において、原料ガスの不純物
濃度より高い不純物濃度で排出される排出ガスの
一部を原料ガスに混入する点にある。 ［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいてより
詳細に説明する。第２図は本発明を第１図に示す
３塔式SAS方式に応用した実施例の概略フロー
シートである。排ガスライン７から原料ガスライ
ン８にリサイクルライ９を設け、その途中に設置
されたコンプレツサー１０によつて昇圧された排
ガスの一部が原料ガスライン８に導入される。 この場合の回収率を第３図に従つて説明する。
第３図は、吸着塔セクシヨン１１をまとめて表わ
したものであつて、Ｆ１からＦ６は表−１に流量
を示した点を指すものである。 第１図に示す従来例と同様原料ガスは水素ガス
100Nm3／Ｈ、不純物5Nm3／Ｈとし、吸着塔セク
シヨンでの回収率も同様60％とする。つまり、同
じ原料、同じ吸着剤、同様の操作圧力ということ
である。そして、リサイクルガス弁１２によつ
て、リサイクルガス量を、排ガスとの比で５：１
に調整し、原料ガスに混入する。この場合の流量
バランスを表−１に示す。
【表】
原料として入る水素ガスは、100Nm3／Ｈであ
り、出る方は、製品ガスとして90Nm3／Ｈ、排ガ
ス中に10Nm3／Ｈ合計100Nm3／Ｈで収支は合つ
ており、不純物も入出とも5Nm3／Ｈでバランス
はとれている。 これを見ても分かる通り、この場合のトータル
回収率は90％となり、従来例と比べて30％増とな
つている。つまり、従来は排ガスとして燃料用に
しか使用しえなかつたものの中より多量の精製水
素ガスを分離したことになる。この燃料ガス（都
市ガス、ブタン等）と高純度水素ガスとの単価の
差はいうまでもないが、相当のものである（Ｎm3
当たり約10〜15倍）。 純水素（純度99.999％）は現在200〜300円／Ｎ
m3、燃料ガスは1000Kcal当たり４〜６円程度で
ある。純水素は、約3000Kcal／Ｎm3であり、こ
れを燃料として使用した場合12〜18円／Ｎm3にし
かならない。今仮に、純水素ガスを250円／Ｎm3、
燃料ガスとしての水素ガスを20円／Ｎm3とする
と、第１図に示す従来例と本実施例とでは次式の
通り、 （90×250＋10×20）−（60×250＋40×20） ＝6900 6900／Ｈの差がある。つまり１時間当たり、6900
円付加価値の高い製品を製造できることとなる。
これを年間で考えると、年間8000時間として従来
との差は、約5500万円となり非常に経済的にメリ
ツトがある。これは１時間当たり原料水素100N
m3／Ｈの場合であつて、より大きなプラントでは
それだけ大きくなる。また、前記リサイクル量を
大きくし、水素回収量をより高くすると、経済的
メリツトもより大きくなる。 勿論、本発明を実施するには、コンプレツサー
の電力等のランニングコストも必要であるが、こ
れらの諸経費は、前記経済メリツトに比して問題
にならない程度のものであり、本発明の有用性を
損なうものではない。 以上、３塔式の水素精製装置において説明した
が、これに限るものではなく、４塔式や他のガス
精製装置であつてもよい。 また、製品が前記のような１成分であつても、
多成分であつても、また逆に不純物が１成分であ
つてもよい。 ［発明の効果］ 本発明方法によると、原料ガスの不純物濃度よ
り高い不純物濃度の排ガスをリサイクルしている
にもかかわらず、精製すべきガスのトータル回収
率が向上する。これにより、精製コストが下がり
大きな経済的メリツトが生じる。
り、出る方は、製品ガスとして90Nm3／Ｈ、排ガ
ス中に10Nm3／Ｈ合計100Nm3／Ｈで収支は合つ
ており、不純物も入出とも5Nm3／Ｈでバランス
はとれている。 これを見ても分かる通り、この場合のトータル
回収率は90％となり、従来例と比べて30％増とな
つている。つまり、従来は排ガスとして燃料用に
しか使用しえなかつたものの中より多量の精製水
素ガスを分離したことになる。この燃料ガス（都
市ガス、ブタン等）と高純度水素ガスとの単価の
差はいうまでもないが、相当のものである（Ｎm3
当たり約10〜15倍）。 純水素（純度99.999％）は現在200〜300円／Ｎ
m3、燃料ガスは1000Kcal当たり４〜６円程度で
ある。純水素は、約3000Kcal／Ｎm3であり、こ
れを燃料として使用した場合12〜18円／Ｎm3にし
かならない。今仮に、純水素ガスを250円／Ｎm3、
燃料ガスとしての水素ガスを20円／Ｎm3とする
と、第１図に示す従来例と本実施例とでは次式の
通り、 （90×250＋10×20）−（60×250＋40×20） ＝6900 6900／Ｈの差がある。つまり１時間当たり、6900
円付加価値の高い製品を製造できることとなる。
これを年間で考えると、年間8000時間として従来
との差は、約5500万円となり非常に経済的にメリ
ツトがある。これは１時間当たり原料水素100N
m3／Ｈの場合であつて、より大きなプラントでは
それだけ大きくなる。また、前記リサイクル量を
大きくし、水素回収量をより高くすると、経済的
メリツトもより大きくなる。 勿論、本発明を実施するには、コンプレツサー
の電力等のランニングコストも必要であるが、こ
れらの諸経費は、前記経済メリツトに比して問題
にならない程度のものであり、本発明の有用性を
損なうものではない。 以上、３塔式の水素精製装置において説明した
が、これに限るものではなく、４塔式や他のガス
精製装置であつてもよい。 また、製品が前記のような１成分であつても、
多成分であつても、また逆に不純物が１成分であ
つてもよい。 ［発明の効果］ 本発明方法によると、原料ガスの不純物濃度よ
り高い不純物濃度の排ガスをリサイクルしている
にもかかわらず、精製すべきガスのトータル回収
率が向上する。これにより、精製コストが下がり
大きな経済的メリツトが生じる。
第１図は従来例を示す概略フローシートであ
り、第２図は本発明の実施例を第１図に示す例に
応用したものを示す概略フローシート、第３図は
第２図に示す実施例の流量バランスを示すための
概略フローシートである。 １……原料ガス入口、２……吸着塔Ａ、３……
吸着塔Ｂ、４……吸着塔Ｃ、５……水素ガスホル
ダー、６……排ガスドラム、７……排ガスライ
ン、８……原料ガスライン、９……リサイクルラ
イン、１０……コンプレツサー、１１……吸着塔
セクシヨン。
り、第２図は本発明の実施例を第１図に示す例に
応用したものを示す概略フローシート、第３図は
第２図に示す実施例の流量バランスを示すための
概略フローシートである。 １……原料ガス入口、２……吸着塔Ａ、３……
吸着塔Ｂ、４……吸着塔Ｃ、５……水素ガスホル
ダー、６……排ガスドラム、７……排ガスライ
ン、８……原料ガスライン、９……リサイクルラ
イン、１０……コンプレツサー、１１……吸着塔
セクシヨン。
Claims (1)
- １ 不純物の吸着と脱着を繰り返し、特定のガス
を精製する吸着式ガス精製方法における上記脱着
工程において、原料ガスの不純物濃度より高い不
純物濃度で排出される排ガスの一部を原料ガスに
再混入することを特徴とする吸着式ガス精製方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57148400A JPS5936521A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 吸着式ガス精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57148400A JPS5936521A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 吸着式ガス精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5936521A JPS5936521A (ja) | 1984-02-28 |
| JPH0435207B2 true JPH0435207B2 (ja) | 1992-06-10 |
Family
ID=15451932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57148400A Granted JPS5936521A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 吸着式ガス精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5936521A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2691234A1 (fr) * | 1992-05-14 | 1993-11-19 | Omia | Procédé de destruction par pyrolyse de particules en suspension. |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5243196A (en) * | 1975-10-01 | 1977-04-04 | Toshiba Corp | Tap changing device when loading |
-
1982
- 1982-08-25 JP JP57148400A patent/JPS5936521A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5243196A (en) * | 1975-10-01 | 1977-04-04 | Toshiba Corp | Tap changing device when loading |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5936521A (ja) | 1984-02-28 |
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